Zmiany w surowcach roślinnych i zwierzęcych spowodowane działalnością szkodników magazynowych

W zakładach przemysłu spożywczego konieczne jest przechowywanie
przez krótszy lub dłuższy czas surowców przeznaczonych do produkcji. Miejscem służącym do przechowywania surowców jest magazyn. Jest to oddzielne pomieszczenie wyposażone w urządzenia zapewniające jak najdłuższą trwałość danych surowców. Magazyn spełnia bardzo ważną rolę w zapewnieniu ciągłości produkcji w zakładzie przemysłowym. Szczególnie ważne jest to przy magazynowaniu surowców roślinnych, a to wiąże się z sezonowością produkcji rolnej. Z tego właśnie względu magazyn surowców powinien być odpowiednio duży, aby pomieścił wystarczający zapas surowców i materiałów pomocniczych na określony czas. Ponadto magazyn surowców spożywczych powinien stwarzać warunki, w których surowce nie tylko straciłyby swoich pierwotnych właściwości, ale mogły osiągnąć pełną wartość technologiczną. Celem magazynowania surowców spożywczych jest zachowanie przez jak najdłuższy czas ich pierwotnej wartości lub nawet poprawienie ich jakości.Ten ostatni aspekt dotyczy surowców, które przed użyciem do produkcji powinny przejść pewien niezbędny okres dojrzewania jak np. mąka.

Szkodniki magazynowe roślinne można podzielić na trzy grupy:
- gryzonie
- owady
- roztocza

Łącznie straty spowodowane przez wyżej wymienione szkodniki są olbrzymie. Sięgają rocznie tysięcy ton zboża i jego przetworów. Walka ze szkodnikami nie jest łatwa z wielu względów. Utrudnia ją wielka żywotność i szybkość rozmnażania się szkodników oraz szybkie przystosowanie się do nowych warunków i uodpornienie na wiele środków trujących lub hamujących rozwój. Poza tym zastosowanie wielu skutecznych środków jest niemożliwe ze względu na ich szkodliwe działanie na zdrowie człowieka. Szkodniki magazynowe nie tylko niszczą surowce, na których żerują, ale powodują pogorszenie ich jakości. Zanieczyszczają je odchodami, kokonami, martwymi osobnikami, co obniża wartość użytkową surowców. Ponadto zmieniają właściwości fizyczne przechowywanych surowców. Procesy życiowe, jakie zachodzą w organizmach szkodników (wydzielanie wody, energii cieplnej) powodują wzrost wilgotności i temperatury surowców, powstają, więc lepsze warunki dla rozwoju drobnoustrojów, a zwłaszcza pleśni.

Gryzonie - najbardziej znane i niebezpieczne są myszy i szczury. Straty, jakie one powodują, ograniczają się nie tylko do zjadania ziarna. Zanieczyszczają ziarno odchodami i sierścią oraz przenoszą wszelkiego rodzaju choroby, w tym również zakaźne np. tyfus, gruźlicę, wściekliznę. Rozmnażają się bardzo szybko, tak, że w ciągu jednego roku potomstwo jednej pary szczurów może osiągnąć 1000 osobników, drugą cechą jest olbrzymia żarłoczność. Przy niewłaściwy zabezpieczeniu magazynów mogą się do nich dostać ptaki, gołębie i wróble, wyjadają one surowce i zanieczyszczają odchodami. Walka z gryzoniami polega na podejmowaniu akcji zapobiegawczej oraz na stosowaniu metod mechanicznych, fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych:

Metody zapobiegawcze - to głównie zachowanie czystości i szczelności magazynu, zapobieganie przenikaniu szkodników do magazynu przez dokładną kontrolę każdej nowej partii dostarczonego surowca do magazynu. Utrzymywanie możliwie niskiej wilgotności względnej powietrza w magazynie (ok. 75%) i niskiej wilgotności surowców, utrzymywanie w magazynie temp. poniżej 10°C, częste wietrzenie magazynu, zachowanie czystości, czyszczenie ścian, opakowań, niszczenie odpadów i zmiotków.

Metody fizyczne - w przypadku stwierdzenia porażenia surowców przez szkodniki do ich niszczenia stosuje się metody fizyczne, stosownie wysokich i niskich temperatur. Największe znaczenie ma ogrzewanie do temp. 48-52°C przez 45-50 minut. Temperatura ta wystarcza do zabicia szkodników, nie niszczy ona ziarna i nasion. Metody tej nie można zastosować do innych artykułów spożywczych. Temperatury minusowe, niszczące szkodniki (poniżej - 5°C) rzadko się stosuje. Najczęściej podłogi, ściany, opakowania odkaża się gorącą parą.

Metody mechaniczne - to zakładanie wszelkiego rodzaju pułapek i potrzasków

Metody chemiczne - to trucizny, pestycydy np. bromek metylu, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, chloropikryna, dwuchloroetan, mrówczan metylu, lindan, formalina, amoniak, związki arsenu, talu, fosforu, zmieszanie z pokarmem, który gryzonie chętnie spożywają. Środki chemiczne nie stosuje się w postaci gazów, pyłków, pary. Środki te zmienia się w miarę produkowania nowych oraz ze względu na to, że szkodniki po pewnym czasie uodparniają się na nie. W handlu preparaty chemiczne znajdują się w postaci złożonej z kilku składników o różnych nazwach. Do odkażania żywności stosuje się najczęściej preparaty gazowe, do odkażania pomieszczeń preparaty płynne. Przy stosowaniu pestycydów do żywności obowiązują odpowiednie przepisy, których należy bezwzględnie przestrzegać. Preparaty nie mogą być toksyczne dla ludzi wywoływać ujemnego wpływu na produkt, pomieszczenie. Każdy ze środków ma okres potrzebny do całkowitego rozkładu. Produkt może być przekazany do spożycia dopiero po upływie tego czasu.

Metoda bakteriologiczna - polega na zakażaniu przynęty bakteriami chorób zakaźnych dla tych szkodników, rzadko stosowana.

Owady - do najważniejszych z tego typu owadów należy:
Wołek zbożowy - to chrząszcz wielkości 2,5 - 4 mm, o barwie ciemnobrązowej. Rozmnaża się za pomocą jaj, składanych w ziarnie przez samicę, po jednym w wywierconym w ziarnie otworku, który po złożeniu jaja jest zalepiany. Wykluta po kilku dniach larwa całe swoje życie spędza w ziarnie, żywiąc się jego zawartością. Larwa ta, przekształca się w poczwarkę, a następnie w owada doskonałego i dopiero on wychodzi z wyjedzonego ziarna. Tempo rozwoju poszczególnych form wołka zbożowego zależy od warunków otoczenia, głównie wilgotności i temperaturze. Przy sprzyjających warunkach wołek zbożowy żyje ok. 9 miesięcy, a samica składa w tym czasie ok. 200 jaj.

Trojszykulec - zbliżony wyglądem do w/w owada żerujący głównie na ziarnie uszkodzonym przez inne szkodniki. Niszczy on również inne produkty spożywcze np. suszone owoce.

Karaczan prusak - to owad skrzydlaty, zwany popularnie karaluchem lub francuzem, owad ten żeruje na owocach, warzywach, cukrze, miodzie, czekoladzie, ziarnie zbóż i przetworach. Lubi on pomieszczenia ciepłe i wilgotne, a produkty uszkadza przez nagryzanie.

Spichlerz surynamski - to mały chrząszcz, nie lata, samica składa od 100-300 jaj. Larwy żerują na ziarnie zbóż, nasionach, produktach suchych, niszczą opakowania, 300 worki, torby itp.

Kobielatka kawowa - to również chrząszcz, jego larwy żerują na ziarnie kawowym, kakaowym, orzechach, suszonych owocach, ryżu, kukurydzy. Rozwija się w ciepłych pomieszczeniach.

Mól kakaowy - zwany także mklikiem próchniczkiem, larwa żeruje na ziarnie kakaowym i kawowym, wyrobach czekoladowych, migdałach, orzechach ziarnach zbóż.

Bardzo ważnym szkodnikiem z gromady pajęczaków jest Rozkruszek mączny - szkody spowodowane przez rozkruszki są bardzo duże. Rozwija się on bowiem i żeruje nie tylko na ziarnie i produktach zbożowych, ale również na wielu innych produktach spożywczych. Rozwijając się na ziarnie wyjada głównie zarodek, co obniża zdolność kiełkowania nasion. Przy masowym występowaniu rozkruszków podwyższa się jego wilgotność, co sprzyja rozwojowi drobnoustrojów. Szkodliwość rozkruszków jest tym większa, że są one groźne dla organizmu ludzkiego. Spożyte z pokarmem mogą wywołać poważne dolegliwości, głównie na skutek podrażnienia i uszkodzenia przewodu pokarmowego przez swoje ostre i twarde podnóża.

Walka ze szkodnikami typu owady i roztocza
jest bardzo żmudna i kosztowna. Polega głównie na zapobieganiu masowemu występowaniu i rozmnażaniu szkodników. W tym celu należy przede wszystkie zachowywać czystość w magazynie, gdyż stare resztki ziarna i innych produktów oraz stare opakowania stanowią dogodne siedlisko dla rozwoju wszelkiego rodzaju szkodników. Ponadto należy zrobić wszystko, aby szkodniki nie dostały się do magazynu. Jeżeli dostarczone ziarno do magazynu jest porażone przez szkodniki, wówczas przed zmagazynowaniem poddaje się je odkażaniu. Podobnie należy odkażać używane opakowania, worki, w których szkodniki te występują bardzo często. Przy zwalczaniu szkodników środkami chemicznymi stosuje się wszelkiego rodzaju substancje trujące w postaci stałej (proszki), płynnej (roztwory) lub gazowej. Inne środki stosuje się dla ziarna przeznaczonego do spożycia, a inne dla ziarna siewnego, które można potraktować nawet środkami szkodliwymi dla zdrowia. Na wszelkie szkodniki najskuteczniej działają substancje trujące w postaci gazowej, a więc dezynfekcja gazowa. Do tych substancji należy np. cyjanowodór (HCN), bromek metyl (CH, Br), chloropikryna (CNO2Cl3). Zwalczanie szkodników za pomocą w/w substancji powinno odbywać się w specjalnie wyposażonych komorach silosowych lub innych szczelnych pojemnikach. Należy przy tym pamiętać, że ziarno poddane dezynfekcji nabiera specyficznego zapachu środka owadobójczego, który to zapach po pewnym czasie zupełnie znika. Przed upływem tego czasu zaś nie należy tego zboża nie należy używać do przemiału. Mimo iż środki chemiczne należą do najbardziej skutecznych metod zwalczania szkodników, to jednak nie wszędzie mogą być zastosowane, czy to ze względu na brak odpowiednich pomieszczeń, czy też ze względu na rodzaj produktu. Można wtedy stosować metody fizyczne polegające na wyodrębnieniu szkodników za pomocą maszyn czyszczących, działaniu wysoka lub niska temperaturą itp.

Drobnoustroje - głównie pleśnie, mogą one rozwijać się przy wilgotności ziarna powyżej 16%, powodując jego zapleśnienie, a co za tym idzie
zmianę zapachu na stęchły oraz inne zjawiska np. samozagrzewanie się ziarna. Występujące na ziarnie grzyby pleśniowe to głównie tzw. kropidlak zielony, pędzlak zielony, pleśń szara. Są one tym groźniejsze dla przechowywanych zbóż, że stęchły zapach wywołany przez te grzyby jest trudny do usunięcia. Pleśnie te mogą również wytwarzać mykotoksyny, czyli substancje trujące dla ludzi i zwierząt. Walka z pleśniami jest bardzo trudna, gdyż są one bardzo rozpowszechnione, zawsze występują na ziarnie i szybko się rozwijają. Podstawowym sposobem walki z nimi jest utrzymanie niskiej wilgotności ziarna, częste jego przewietrzanie i w razie potrzeby dosuszanie tak, aby wilgotność nie przekraczał 15%.

Metody hamowania procesów życiowych ziarna oraz szkodników, polegają również jego przechowywaniu w warunkach beztlenowych, albo na dodaniu substancji hamujących rozwój szkodników.
W pierwszym przypadku czynnikiem hamującym większość procesów jest brak tlenu. Uzyskanie tego typu warunków odbywa się po przez naturalne wyczerpanie się tlenu, albo po przez usunięcie tego tlenu na skutek wprowadzenia jakiegoś obojętnego gazu np. azotu. W drugim przypadku stosuje się środki chemiczne hamujące działanie enzymów tzw. konserwanty. Pozwalają one nawet na przechowywanie wilgotnego ziarna. Do najczęściej stosowanych konserwantów należą: kwas propionowy, pirosiarczyn sodu oraz tiomocznik. Bardzo ważnym zagadnieniem jest równomierne rozprowadzenie środka konserwującego w całej masie ziarna, co wymaga specjalnych urządzeń dozujących. Oczywiste jest, że środki te mogą być toksyczne, jak również nie powinny pogarszać cech organoleptycznych ziarna i jego właściwości technologicznych. Obniżają one jednak zdolność kiełkowania ziarna oraz często są przyczyną przykrego zapachu.

Zmiany zachodzące w surowcach zwierzęcych podczas magazynowania.
Bezpośrednio po uboju zwierząt rzeźnych zachodzi w mięsie wiele skomplikowanych przemian biochemicznych. Niektóre przemiany wpływają dodatnio na cechy mięsa, niektóre są obojętne, wiele natomiast wpływa ujemnie. Zmiany te podzielić można na:

Zmiany endogenne - przebiegają pod wpływem enzymów zawartych w tkankach mięsnych, zachodzące zmiany te można podzielić na kilka faz wzajemnie się zazębiających. Pierwsza faza to stężenie poubojowe występujące bezpośrednio po uboju na skutek przemian biochemicznych, pod wpływem enzymów tkanek mięsnych. W pierwszej fazie zmiany dotyczą rozkładu glikogenu i związków fosforoorganicznych. Druga faza to dojrzewanie, w czasie, którego występują zmiany w strukturze tkanek i składników białkowych. Obie te fazy są korzystne dla mięsa, ponieważ bezpośrednio po uboju mięso nie stanowi pełnowartościowego produktu. Ma wiele cech obniżających jego wartość, a mianowicie: jest twarde, gumowate, mało soczyste, trudne do ugotowania, ciężko strawne dla organizmu. Daleko posunięty rozkład mięsa nazywa się autolizą i jest niekorzystny.

Zmiany egzogenne - powodowane przez mikroflorę, są niekorzystne i występują w postaci gnicia mięsa, fermentacji kwasowej, pleśnienia. Mięso z daleko posuniętymi zmianami mikrobiologicznymi nie nadaje się do spożycia.

Zmiany korzystne zachodzące w mięsie podczas magazynowania
Po uboju, podczas stężenia poubojowego, rozpoczyna się glikogenu i związków fosforoorganicznych.Procesy te odbywają się beztlenowo. Proces rozkładu glikogenu - zachodzi w taki sam sposób, jak w organizmach żywych. Z glikogenu powstaje kwas mlekowy, który obniża pH do ok. 5,6. Szybkość rozkładu glikogenu zależy od zawartości glikogenu w mięśniach, temperatury itp. czynników. Praktycznie wraz z rozkładem glikogenu występuje rozkład związków fosforoorganicznych - głównie adenozynotrójfosforanu (ATP). ATP to związek, który magazynuje energię w postaci tzw. wysokoenergetycznych wiązań. Rozkład ten przebiega stopniowo i jest źródłem energii dla dalszych procesów. W rezultacie tych przemian w mięsie pojawiają się znaczne ilości kwasu mlekowego, kwasu ortofosforowego i innych związków. Zakwaszenie środowiska powoduje występowanie stężenia poubojowego, które powoduje skurcz mięśni. Skurcz ten powstaje od karku, szyi, poprzez klatkę piersiową i tułów do kończyn. Stężenie poubojowe u zwierząt zdrowych, wypoczętych i dobrze odżywianych przebiega powoli i trwa do 72 godzin. Już w czasie stężenia poubojowego rozpoczynają swoją działalność enzymy. Procesy przebiegające w mięsie po ustąpieniu stężenia określa się jako dojrzewanie właściwe - ma ono charakter bardzo złożony. Spośród składników mięsa największym zmianom ulegają białka - kolagen i elastyna. Charakter zmian decyduje w głównej mierze o cechach mięsa. Część białek ulega chydrolizie pod wpływem enzymów, a w wyniku dalszych zmian wzrasta ilość białek rozpuszczalnych. Struktura mięsa ulega rozluźnieniu, poszczególne włókienka nie są już ze sobą mocno związane.Wyczuwa się polepszenie właściwości zapachowych mięsa. Kwas mlekowy jest także jednym z czynników wpływających na kruchość. W pierwszej fazie wzrasta wodochłonność mięsa a następnie maleje. W związku z tym mięso przeznaczone do przetwórstwa nie może długo dojrzewać, ponieważ o przydatności technologicznej decyduje jego wodochłonność. Ważną cechą technologiczna jest także podatność mięsa na obróbkę termiczną i trwałość barwy. Kruchość jest ważna tylko w przypadku niektórych wyrobów. Proces dojrzewania, zależnie od przeznaczenia mięsa powinien być zakończony wcześniej na cele przemysłowe, później na cele kulinarne. Dojrzewanie mięsa zleży się od wielu czynników: gatunku zwierząt rzeźnych, wieku, kondycji, stanu zdrowia, temperatury, wielkości kawałków mięsa, obróbki poubojowej. Dojrzewanie długo trwałe nie jest korzystne ze względów ekonomicznych, wymaga bowiem wielu pomieszczeń chłodniczych. W związku z tym stosuje się pewne zabiegi przyśpieszające dojrzewanie, jak podwyższenie temperatury dojrzewania bezpośrednio po uboju z jednoczesnym stosowaniem różnych środków bakteriostatycznych, chroniących mięso przed zepsuciem. Mięso świeże bezpośrednio po uboju ma naturalną odporność, ograniczającą rozwój drobnoustrojów. Odporność tę mięso zawdzięcza głównie strukturze białek, które po uboju zachowują przez pewien czas strukturę taką, jaką miały w żywym organizmie. Strukturę tą białka tracą po ustąpieniu stężenia poubojowego, w miarę postępującego procesu dojrzewania i rozkładu białek przez enzymy ustrojowe. Odporność naturalna białek nie trwa długo, ale przy właściwym procesie technologicznym może być przedłużona. Przy szybkim schładzaniu mięsa i niskiej wilgotności powietrza na powierzchni mięsa powstaje tzw. skórka podsychana. Skórka ta jest naturalną ochroną powierzchni mięsa przed rozwojem mikroflory (na powierzchni) i przenikaniem jej do wewnątrz partii mięsa.

Zmiany niekorzystne zachodzące w mięsie podczas magazynowania
Procesy zachodzące w mięsie pod wpływem własnych enzymów muszą być w odpowiednim momencie przerwane. W przeciwnym wypadku mogą prowadzić bowiem do zmian duskfalikujących mięso. Jeżeli mięso bezpośrednio po uboju nie zostanie odpowiednio wystudzone, procesy biochemiczne przybierają niekorzystny charakter. Występuje silne zakwaszenie mięsa i rozkład białek na skutek uaktywnienia enzymów. Poza tym wilgotna powierzchnia mięsa utrudnia dostęp tlenu i wzmagają się procesy beztlenowe. Następnie zaparzenie mięsa - przyczyną występowania zaparzeń jest brak odpowiedniej cyrkulacji powietrza w magazynie, nadmiar wilgotności, zwilgocenie powierzchni, zbytnie załadowanie magazynu mięsem źle wystudzonym. Zaparzeniu łatwo ulega mięso zwierząt młodych, o złym stanie zdrowia, przemęczonych. Mięso, które ulega rozpadowi autolitycznemu, ma barwę podobna do mięsa ugotowanego, miejscami zielonkawą. Zapach ma kwaśny z wyczuwalnym amoniakiem i siarkowodorem. Konsystencja jest miękka, ciastowata, przy ucisku wydziela się sok. Mięso takie jest podatne na zakażenia mikrobiologiczne, na ogół nie nadaje się do spożycia.

Mikroflora - szybkość rozwoju mikroflory w mięsie zależy w dużym stopniu od zakażenia mięsa oraz temp. i wilgotności podczas przechowywania. Bakterie gnilne rozwijają się najlepiej w temperaturze powyżej 20°C, w temp. zbliżonej do 0°C mogą rozwijać się pleśnie. Zmiany mikrobiologiczne ulegają przyspieszeniu na skutek wzrostu wilgotności powietrza. Rozkład białek pod wpływem drobnoustrojów nazywa się gniciem mięsa. Produkty rozkładu nadają mięsu niekorzystne cechy organoleptyczne i obniżają jego jakość. Poza tym niektóre drobnoustroje wydzielają do podłoża substancje szkodliwe dla człowieka np. jady lub produkty daleko posuniętego rozkładu białek. W procesie gnicia bierze udział wiele drobnoustrojów tlenowych i beztlenowych. Zależnie od rodzaju mikroflory gnicie mięsa może występować na powierzchni w warunkach tlenowych lub wewnątrz tkanek - gnicie głębokie, wywołane przez mikroflorę beztlenową. Na ogół gnicie rozpoczyna się od powierzchni, a po zużyciu tlenu powstają warunki dogodne do rozwoju beztlenowców. Białka mięsa pod wpływem enzymów, wytwarzanych przez drobnoustroje, rozpadają się do polipeptydów, peptydów a następnie do aminokwasów, siarkowodoru, dwutlenku węgla, wody oraz takich związków szkodliwych jak: indol, skatol, histamina, fenol, kreżol, kadaweryna, tyronina (jady trupie). W procesie gnicia mięsa zachodzą nieodwracalne zmiany organoleptyczne. Mięso przybiera barwę szarozieloną, powierzchnia jest lepka, zapach gnilny. Przy silnym zakażeniu mięsa bakteriami rozkładającymi węglowodany może występować zakwaszenie mięsa na skutek fermentacji kwasu mlekowego. Fermentacja ta występuje głównie w koninie zawierającej najwięcej glikogenu. Mięso przybiera nieprzyjemny, wyraźnie kwaśny zapach i smak, nie nadaje się do spożycia. Na powierzchni mięsa rozwijają się często pleśnie i bakterie powodujące barwne plamy.

Pleśnie - występują na powierzchni w postaci nalotów o zabarwieniu białym, szary, zielonym, żółtym zależnie od rodzaju pleśni. Rozwój pleśni na powierzchni następuje zwykle przy nadmiernej wilgotności. Mięso przybiera nieprzyjemny pleśniowy, stęchły zapach i gorzkawy smak. Rozwój pleśni ułatwia zakażenia i rozwój innych grup mikroflory. Może być czasami zakażone bakteriami chorobotwórczymi. Zakażenie może nastąpić przez nosicieli, którymi są owady, gryzonie, czasami mogą być także ludzie. Zatrucia pokarmowe u ludzi występują na skutek spożycia mięsa zakażonego mikroflora wytwarzającą jady. Jad kiełbasiany jest wytwarzany przez laseczkę jadu kiełbasianego. Toksyny jadu giną w czasie obróbki termicznej mięsa (60°C przez 20 minut). Częste zatrucia wywołuje także gronkowiec złocisty, wytwarzający toksyny i laseczki salmonelli. Drobnoustroje mogą rozwijać się w zakażonym mięsie obok innych mikroorganizmów i na ogół w niewielkim stopniu wpływają na zmiany jego cech.